静荷载引起的侧(偏)压应力折算系数
有点象土力学中的朗肯土压力理论系数!
the earth pressure coefficient is taken between the coefficient of earth pressue at rest and coefficient of passive earth pressure according to the displacement value
淤泥的静止侧压力系数范围是0.57-0.7。
天然土或人工填土中任何一点的水平有效应力版与竖向有效应力之比称改权土的侧压力系数K。如果土体在承受竖向压力时,不允许产生侧向变形,这时的侧压力则称为静止侧压力,相应的系数称静止侧压力系数,以K0表示。 对于正常固结黏土或砂土K0=1-sinφ' ;对于超固结土,按下式估算 K0=(1-sinφ')(OCR)^sinφ,φ'为土的有效内摩擦角,OCR为超固结比。
挡土墙在外来力作用下向自后移动或转动,挤压填土,使土体向后位移,当挡土墙向后达到一定位移时(一般为墙高的0.1%~0.5%),墙后土体达到极限平衡状态,此时作用在墙背上的土压力叫被动土压力。
挡土墙设计时,要考虑土压力,这时一般是用静止土压力。静止土压力的计算是先计算某一深度的土压力,然后乘以一个静止土压力系数。即kgh,其中k为静止土压力系数,一般取0.5,g为重力加速度,h为土深度。
挡墙动土压力计算是复核其在外力作用下的位移及稳定性能。建筑工程中常用,但水利工程用得比较少,因为水利工程挡土墙一般没有外力作用,被动土压力一般是偏向于更安全。
被动土压力 挡土墙在外力作用下移向填土,随着墙位移量的逐渐增大,土体作用于墙上的土压力逐渐增大,当墙后土体达到被动极限平衡状态并出现滑动面时,这时作用于墙上的土压力增至最大,称为被动土压力Pp。
被动土压力的计算 被动土压力计算公式的推导,与推导主动土压力公式相同,挡土墙在外力作用下移向填土,当填土达到被动极限平衡状态时,便可求得被动土压力计算公式为
挡土墙的刚度很大,在土压力作用下不产生移动或转动,墙后土体处于静止状态,此时作用在墙背上的土压力称为静止土压力。 例如地下室外墙受到的土压力。 当挡土墙在土压力作用下,不产生任何位移或转动,墙后土体处于弹性平衡状态,此时墙背所受的土压力称为静止土压力
土压力分为静止土压力,主动土压力和被动土压力。主动土压力最小,被动土压力最大。
当挡土墙静止不动,墙后土体处于弹性平衡状态时,土对墙的压力称为静止土压力。
当挡土墙受墙后填土作用离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙背上的土压力称为主动土压力。
当挡土墙受外力作用使墙身发生向土体方向的偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙背上的土压力称为被动土压力。
根据弹性半无限体得应力和应变理论,z深度处的静止土压力的表达公式为:P0=K0*r*z
K0是静止土压力系数,可由泊松比v来确定,K0=v/(1-v);
r是土的重度。
现在计算土压力用的最多的两种理论分别为朗肯土压力理论和库伦土压力理论。
1.朗肯土压力理论是利用应力的极限平衡来求解的,它的基本假设是:挡土墙墙背直立,墙后填土面水平,墙背光滑。
z深度处的主动土压力基本表达式:Pa=Ka*r*z-2*c*(Ka)^1/2
其中:
Ka是主动土压力系数,Ka=(tan(45-φ/2)^2,φ为土体的内摩擦角;
c是土体的粘聚力。
z深度处的被动土压力基本表达式:Pp=Kp*r*z+2*c*(Kp)^1/2
其中:
Kp是被动土压力系数,Kp=(tan(45+φ/2)^2
(注:对于分层填土,有地下水,地面超载的情况内容较多,介意你随便找本土力学看看,应该都有)
2.库伦土压力理论是根据墙后所形成的滑动契体静力平衡条件(土契体自重G,破裂面上的反力R,墙背对土契体的反力E)建立的土压力计算方法。它的基本假设是:挡土墙和滑动土契体视为刚体,墙后填土为无粘性砂土,当墙身向前或向后偏移时,墙后滑动土契体是沿着墙背和一个通过墙踵的平面发生滑动。
至于具体的计算方法,现在国家已经将不同工况下的土压力直接编入规范,你可以直接根据需要进行查询。(JTGD30—2004 公路路基设计规范)
目前尚没有较好的方法计算介于静止土压力与主动土压力或被动土压力之间的土压力。我们认为,挡墙土压力与静止土压力Eo、挡墙位移量Δx及挡墙高度有关。当挡墙离开土体时,原土体膨胀率越大,原土体的土压力E值越小;当挡墙在外力作用下挤向土体发生位移时,原土体受压缩率越大,原土体的土压力E值越大。据此原理,我们拟定了计算原土体的土压力E的计算公式。利用该公式不仅可计算出介于静止土压力与主动土压力或被动土压力之间的土压力,而且可计算出主动土压力或被动土压力。经与用传统法计算结果比较,其误差值很小,可推广用。
主动土压力计算
土的极限平衡条件 大主应力σ1 = σv=γz 小主应力σ3 = σh 主动土压力强度σa = σh 粘性土 无粘性土 主动土压力系数 粘性土的主动土压力强度包括两部分: 1.由土自重引起的土压力γzKa; 2.由粘聚力c引起的负侧压力2cKa1/2。 其中负侧压力对增背是拉应力,实际上墙与土在很小的拉力作用下就会分离(一般情况下认为土不能承受拉应力),故在计算土压力时,这部分应忽去不计。 临界深度z0 粘性土主动土压力 Ea作用点位于墙底以上(H - z0)/3处 无粘性土主动土压力 ,Ea— 合力(集中力),作用点位于墙底以上H /3处 被动土压力计算 土的极限平衡条件 大主应力σ1 = σh 小主应力σ3 = σv=γz 被动土压力强度σp = σh 粘性土 无粘性土 被动土压力系数 粘性土被动土压力分布 无粘性土被动土压力分布 粘性土被动土压力 Ep方向垂直墙背,作用点位于梯形面积的重心上 非粘性土被动土压力 Ep方向垂直墙背,作用点位于作用点位于墙底以上H /3处
静止土压力:挡土墙的刚度很大,在土压力作用下不产生移动或转动,墙后土体处于静止回状态,此时作用答在墙背上的土压力。
主动土压力:挡土墙向外(或向前移动,使墙后土体的应力状态达到主动极限平衡状态时,填土作用在墙背的土压力。
被动土压力:施工中挡土墙在外力作用下向后移动或转动,挤压填土,使土体向后位移,当挡土墙向后达到一定位移时(一般为墙高的0.1%~0.5%),墙后土体达到极限平衡状态,此时作用在墙背上的土压力。
(8)静止土压力系数扩展资料:
静止土压力产生的于挡土墙静止不动时,填土作用于墙背的土压力。但主动土压力和被动土压力的产生原因,是工程界至今尚未能完全解决的问题。一般认为,极限土压力的发生条件与墙体位移、墙体结构形式、地基条件、填土种类、填土密实度等因素有关。
鉴于水利水电工程中很少遇到挡土建筑物向填土方向位移的情形,且被动土压力一般对建筑物有利,加之不易准确计算,因此,水工建筑物设计一般不予考虑,而将它作为安全储备。